Fruchtfolge, Anbau, Düngung und Gaserträge von nachwachsenden Rohstoffen

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1 Fruchtfolge, Anbau, Düngung und Gaserträge von nachwachsenden Rohstoffen Barbara Eder, Felipe Kaiser, Dr. Christine Papst, Dr. Joachim Eder, Dr. Andreas Gronauer, LFL, Freising Einleitung Die Endlichkeit der fossilen Energieträger und die Klimaveränderungen machen es unumgänglich alternative Energieformen zu nutzen. Und das auch, wenn sie im Moment noch nicht wirtschaftlich im Sinne der Ökonomie erscheinen. Die Einführung des NawaRo Bonus für Energie aus nachwachsenden Rohstoffen trägt dieser Tatsache Rechnung und ermöglicht erstmalig einen wirtschaftlichen und gezielten Anbau von Biomasse für die Biogaserzeugung. War die landwirtschaftliche Produktion in Deutschland und Europa bislang fast ausschließlich auf die Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln ausgerichtet, so werden nun zunehmend aufgrund dieser neuen Rahmenbedingungen Flächen zur Energieerzeugung in Biogasanlagen verwendet. Dabei findet der Anbau dieser Energiepflanzen schon lange nicht mehr ausschließlich auf Stilllegungsflächen statt, sondern ist für Landwirte eine tatsächliche Alternative zur Lebensmittelproduktion geworden. Gleichzeitig wirft aber das große Interesse für nachwachsende Rohstoffe zur Biogaserzeugung einige Fragen auf: Sind alle nachwachsenden Rohstoffe gleich gut für die Vergärung geeignet? Wie verhalten sich die Substrate hinsichtlich Prozessstabilität, Methanausbeute, Methanhektarertrag und Kosten der Bereitstellung Verlangen Energiepflanzen eine andere Produktionstechnik (Anbau, Düngung oder Pflanzenschutz)? Bis hin zu Fragen: Gibt es bei den einzelnen Kulturen besonders geeignete Sorten und wie sieht eine Energiefruchtfolge für die Biogasanlage aus? Eignung von Substraten: Bei der Eignung eines Substrates muss man beachten, dass nur aus der Trockenmasse und da wiederum nur aus dem organischen Teil der Trockenmasse das Biogas und letztendlich Methan entstehen kann. Deshalb ist also der Anteil der organischen Trockenmasse bezogen auf die Gesamtmasse ein erstes Kriterium für die Auswahl. Es ist daher nicht verwunderlich, dass z.b. der Gasertrag pro Mengeneinheit bei Getreidekörnern um ein vielfaches höher liegt als bei Ganzpflanzensilagen oder gar Schlempen, die einen deutlichen höheren Wassergehalt haben, aus dem kein Gas entstehen kann (siehe auch Tabelle 1) 1

2 Tabelle 1: Wassergehalt verschiedener Feldfrüchte (Kirchgeßner,1989) Substrat Wassergehalt in % Schlempen Rauhfutter, Getreidekörner Grünfutter, Wurzeln, Knollen Handelsfutter-mittel Silage Trockengrünfutter 5-12 Anwelksilage Der organische Teil der Trockenmasse wiederum lässt sich in die Stoffgruppen Rohprotein, Rohfett, Rohfaser und N-freie Extraktstoffe aufteilen (siehe Abb.1). Die verschiedenen Stoffgruppen haben Einfluss auf die Prozessstabilität und die Methanausbeute (gemessen in Normliter pro kg organische Trockensubstanz). Leicht verdauliche Stoffe werden im Fermenter rasch abgebaut und führen zur Anreicherung von Säuren, die auf verschiedene Bakteriengruppen, besonders aber auf die Acetat- und Methanbildner hemmend wirken. Bei Verwendung von sehr zucker- oder kohlehydratreichen Substraten wie zum Beispiel Getreide-, Maiskörnern oder Zuckerrüben muss die Zuführung dieser Einsatzstoffe in den Fermenter besonders sorgfältig und achtsam geschehen. Nahrungs- und Futtermittel, Gülle, Mist, Reste... Wasser Trockensubstanz Anorganische Substanz Rohasche Organische Substanz Lebende Materie Protein Rohprotein Aminosäuren, Säureamide, einfache Peptide, Betain.. Fette Rohfett Triglyceride St erine Wachse Clorophyll Carotine Organische Säuren Schwer abbaubare Kohlenhydrate Rohfaser Cellulose Pentosane Lignin Suberin Cutin Leicht abbaubare Kohlenhydrate N-Freie Extraktstoffe Zucker,Stärke Glykogen, Hemicellulose Pektine Lösliche Anteile von Cellulose,Lignin etc. Abbildung 1: 1987) Zusammensetzung von organischem Material (Kirchgessner Nach dem derzeitigen Stand des Wissens (Baserga, 2000) bestimmen der Anteil und das Verhältnis dieser Stoffgruppen die 2

3 Gasausbeute ( Abbildung 2): Rohfett liefert die höchste Methanausbeute von bis zu 850 Liter pro Kilogramm organischer Trockenmasse (kg OTS), Rohprotein 490 Liter und Kohlenhydrate 400 Liter. Der Methangehalt im Biogas schwankt für die verschiedenen Substrate zwischen 50% und 70%. Gasausbeuten verschiedener Stoffgruppen Biogas Methangehalt % Methan m³ Gas/kg OTS Eiweiß Fette Kohlenhydrate Abbildung 2: (Baserga, 2000) Biogas- und Methanausbeuten verschiedener Stoffgruppen Dieser Zusammenhang erklärt die große Streuung der Gasausbeuten verschiedener Substrate (Abb. 3). 3

4 Abbildung 3: Richtwerte für Methanausbeuten verschiedener Substrate (StMUGV, 2004) Betrachten wir, die in Abbildung 3 dargestellten Richtwerte für Methanausbeuten, so ist deutlich erkennbar, dass innerhalb der NaWaRo Gras, Heu und Gras-, Getreide- Ganzpflanzen- und Maissilagen eine ähnlich hohe Methanausbeute erzielen. Während Sudangras mit 200 Litern deutlich unter den anderen NaWaRo liegt, führen Zuckerrübe und Getreidekörner mit über 400 Litern /kg OTS die Gruppe an. Für eine erste Einschätzung zur Eignung der Substrate hinsichtlich ihrer Methanausbeuten können diese Werte genutzt werden. Grünland: Untersuchungen an verschiedenen Grünlandvarianten (Tabelle 2) ergaben differenziertere Ergebnisse. 4

5 Tabelle 2: Grünlandvarianten zur Untersuchung auf Methanproduktivität (Kaiser, 2004) Kennzeichen Standort Schnitte pro Jahr Düngungsart N-Düngung (kg/ha) * /(m 3 /ha) ** G1 5 mineralisch 300 G2 Allgäuer 5 mineralisch 200 G3 Alpenvorland 4 mineralisch 300 G4 4 mineralisch 200 G5 4 mineralisch 120 G6 Allgäuer 4 Gülle 4 x 20 G7 Alpenvorland 4 ohne ohne G8 3 Gülle 3 x 20 G9 Bayerischer 5 Gülle 3 x 20 G10 Wald 4 Gülle 3 x 20 G11 3 Gülle 2 x 25 G12 Vorwald des Bay. Waldes 3 ohne ohne *) bei mineralischer Düngung **) bei Düngung mit Gülle Die Analysen zeigen, dass die Bewirtschaftungsintensität und die Standortfaktoren deutliche Unterschiede in den Methanausbeuten ergeben. Abbildung 4 zeigt, dass bei 4 bis 5 Schnitten die Methanausbeuten (G1-G5 und G9, G10) deutlich höher sind als bei 3-4 maliger Schnittnutzung (G6-G8, G11, G12). Liegen die Ausbeuten für Silagen bei der intensiven Nutzung über 300 Liter/kg OTS, sind sie bei der extensiven Bewirtschaftungsform deutlich unter 300 Liter. Die Silagen zeigen höhere Methanausbeuten als Heu oder Frischgras. Silagen liegen für die Bakterien in einer bereits aufgeschlosseneren Form vor. Sie werden dadurch schneller und wie es scheint insgesamt weiter abgebaut. Diese großen Unterschiede zwischen Frischprobe und Silage können abschließend erst mit den Ergebnissen der Inhaltsstoffanalysen erklärt werden. Diese liegen noch nicht vor. 5

6 Allgäuer Alpenvorland Frisch Silage Heu Bayer. Wald Vorwald Methanertrag [L*(kg otm) -1 ] G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 G12 Abbildung 4: Methanausbeute der Grünlandvarianten bezogen auf die organische Trockenmasse (Kaiser 2004) Die Ursachen dieser Schwankungen liegen neben der pflanzensoziologischen Gesellschaft des Standortes in der Zusammensetzung und Gehalt der Inhaltsstoffe. Auch die Grünlandzusammensetzung hat zwar geringen aber dennoch Einfluss auf die Methanausbeute. Weidelgräser, Wiesenrispe und Wiesenschwingel schwanken deutlich zwischen erstem und zweitem Schnitt, zeigen insgesamt dasselbe Niveau wie die Leguminosen. Nur die Luzerne lag mit 200 bis 250 L/kg OTS deutlich darunter. 6

7 Schnitt 2. Schnitt Methanertrag [L * (kg otm) -1 ] Weidelgras Liquattro Weidelgras Lemtal Weidelgras Pirol Weidelgras Stratos Weidelgras Lipresso Wiesenrispe Lato Wiesenschwingel Hykor Wiesenschwingel Cosmolit Wiesenschwingel Preval Rotklee Titus Rotklee Weidac Weissklee Milkanova Weissklee Klondike Luzerne Planet Luzerne Fee Abbildung 5: Methanausbeute der Gräservarianten bezogen auf die organische Trockenmasse (Kaiser, 2004) Mais Die Methanausbeuten bei Mais schwanken auch bei speziellen biomassereichen Typen zwischen 330 und 360 Liter/kg OTS. Im Durchschnitt liegen sie bei 340 Liter/kg OTS. Die Grafik in Abbildung 6 zeigt Ergebnisse aus einem speziellen Sortenversuch zur Produktion von Biogas. Bei dem Versuch wurden die Flächenleistungen und Methanausbeuten neuer Kreuzungen mit einer Standard Silomaissorte (S1) verglichen. Vor allem südländische Sorten aus Frankreich und Italien gekennzeichnet durch extrem hohe FAO Zahlen und ihre Kreuzungen mit kältetoleranten deutschen Sorten zeigen hohe Biomasseleistungen (siehe Abbildung 9). Verantwortlich für die Unterschiede in den Methanausbeuten sind die Inhaltsstoffe. Die Untersuchungen zeigen, dass die Gehalte an ADF (Acid Detergent Fibre) und Rohfaser signifikant negativ mit der Methanausbeute korreliert sind, während z.b.der Verdaulichkeitsparameter ELOS (enzymlösliche organische Substanz ), der für die Bewertung von Futtermitteln Verwendung findet (De Bouver1986) die Methanausbeute signifikant positiv beeinflusst. Der Trockensubstanzgehalt, die Stärke und der Verdaulichkeitsparameter Ivdom (pansensaftlösliche organische Substanz, Tilley undterry 1963) beeinflussen die Methanausbeute weniger deutlich. 7

8 0.37 Gasausbeuten verschiedener Silomaisgenotypen 0.35 Nm³ CH4/kg ots S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 Deutschland Frankreich IxD FxD Italien Abbildung 6: Methanausbeuten verschiedener Maisgenotypen aus Deutschland, Italien, Frankreich und deren Kreuzungen 2002 (Eder 2003) Beim Mais zeigen Versuche, dass mit zunehmendem Alter und abnehmender Qualität die Gasausbeuten zurückgehen. Die Grafik in Abbildung 7 zeigt, dass je später geerntet wird, die Methanausbeuten sinken. Eine späte Saat mildert diese Tendenz etwas ab. Bei spätreifen Sorten mit FAO Zahlen über 400 erscheint dieser Effekt weniger stark ausgeprägt, da sie sich zur Ernte immer noch in einem Wachstumsstadium befinden, in dem die Abreife noch nicht so weit fortgeschritten ist. Über die Wahl des Saat- und Erntetermins lässt sich also auf die Methanausbeute Einfluss nehmen. Allerdings sind die Streuungen relativ groß, so dass die Ergebnisse Tendenzen darstellen, die noch weiter abgesichert werden müssen. 8

9 1.Erntetermin (29.08) 2.Erntetermin (19.09) 3.Erntetermin (10.10) 4.Erntetermin (08.11) 450 April-Saat Mai-Saat Methanertrag [L * (kg otm) -1 ] Gavott Hybride 89 KXA Gavott Hybride 89 KXA Maissorten Abbildung 7: Methanertrag verschiedener Maissorten 2003 an vier verschiedenen Ernteterminen bezogen auf die organische Trockenmasse (Ziffern in den Säulen bezeichnen den TS-Gehalt des Kolbens )(Kaiser, 2004) Die Methanausbeute ist aber nur ein Faktor der die Eignung und Vorzüglichkeit eines Substrates bestimmt. Ein anderer Faktor ist die Trockenmasseleistung pro Hektar. Hier sind wesentlich deutlichere Unterschiede in den Flächeleistungen festzustellen als im Vergleich zu den Unterschieden in den Methanausbeuten. Kombiniert man die Methanausbeute mit der Flächenleistung, dann ergeben sich klare Favoriten bei den möglichen Einsatzstoffen. 9

10 m³ CH 4 /ha Ertragreiche Wiese 3 ertragreiche Wiese 5 Extensivwiese Silomais ertragreiche Silomaissorte ertragreiche Silomaissorte Weizen GPS Gerste GPS Weizen Korn Gerste Korn Gehaltsrübe Masserübe Zuckerrübe Miscanthus Sudangras Hanf (Silage) Raps (So. Wi) Stoppelrüben Einj. Weidelgras Futterroggen W. Weidelgras Sommer Winter Hauptfrüchte Zwischenfrüchte Abbildung 8: Methanhektarerträge verschiedener nachwachsender Rohstoffe (Eder 2004) Abbildung 8 zeigt Methanhektarerträge verschiedener Kulturen. Diejenigen Kulturarten, die viel Biomasse bilden, also intensives Grünland, Silomais, Ganzpflanzensilagen, Rüben erzielen einen hohen Methanhektarertrag. Unschlagbar scheint die Zuckerrübe mit ihren hohen Methanausbeuten und hohen Flächenleistungen zu sein. In der Praxis wird sie dennoch nicht so häufig verwendet, weil die Substratbereitstellung hohe Kosten verursacht und sie im prozessbiologischen Verhalten nicht so einfach handhabbar ist. Die Grafik zeigt auch, dass die Energieerträge pro Hektar aus dem Getreidekorn niedriger sind als die Energieerträge der Getreideganzpflanzensilage. Rein auf die Ertragsleistung pro Flächeneinheit bezogen sind also Getreide-Ganzpflanzensilagen zu bevorzugen. Sudangras eignet sich aufgrund seiner geringen Flächenleistung kaum, während Miscanthus eine Flächenleistung vergleichbar mit der 5-schnittigen Wiese erbringt. Extensives Grünland ist mit der Flächenleistung von Zwischenfrüchten vergleichbar, die aufgrund ihrer kurzen Wachstumsperiode nur wenig Biomasse bilden können. Deutlich heben sich neue besonders ertragreiche Silomaissorten im Versuch hervor, die bei einem derzeit erzielbaren Ertragsniveau von 250 dt TM bereits über 6000 m³ Methanhektarertrag liefern. Von Seiten der Züchter hält man eine Steigerung auf 8000 m³ Methan pro Hektar mit einer Trockenmasseleistung von über 300 dt TM/ha aus Silomais im Laufe der nächsten Jahre für möglich. 10

11 Silomais eignet sich aus mehreren Gründen besonders für die Biogasproduktion: Hoher Ertrag Einfache bekannte Produktionstechnik Gute Silierfähigkeit Hohes Biomasseertragspotenzial durch effizientes C4-Photosynthesesystem LSD5=7, dt TM/ha Deutschland Frankreich FAO I x D FxD Italien FAO Abbildung 9: Gesamttrockenmasseerträge verschiedener Maisgenotypen aus Italien, Deutschland, Frankreich und deren Kreuzungen, 2002 (Eder 2003) Die Leistungsfähigkeit solcher speziell für die Biomasseproduktion entwickelter Sorten basiert auf einer Kombination von spätreifem südländischen Zuchtmaterial mit hohen Erträgen und deutschem Material, das eine ausgezeichnete Kältetoleranz besitzt und deshalb auch im Frühjahr und Herbst noch gut wächst. Solange solche spezielle Sorten nicht allgemein zur Verfügung stehen, - mit den ersten Sortenzulassungen in Deutschland ist 2005/2006 zu rechnen empfiehlt es sich konventionelle Silomaissorten für die Verwertung in der Biogasanlage anzubauen. Der empfehlenswerte Reifebereich ist etwa S(ortsüblich) + 40 bis 50. So sollte beispielsweise in Regionen in denen normalerweise Silomais mit S250 zum Anbau kommt, eine Reife von S290-S300 die Grenze darstellen. Eine weitere Möglichkeit stellt der Anbau italienischer oder französischer Sorten dar. Aufgrund der fehlenden Kältetoleranz bringen diese aber in kühlen Jahren wie 2004 nur schwache Erträge. Spätreifere Sorten ermöglichen vor allem kleineren Betrieben ihre Flächenleistung zu erhöhen. Damit können auch Betriebe, die bislang wegen der geringen Flächenausstattung und bei einer Viehzahl von um die 100 GVE kaum eine rentable Biogasproduktion erzielen konnte, diese erreichen. Fruchtfolgen Da die Gasausbeuten geringeren Einfluss auf die Flächenleistung haben wird das entscheidendes Kriterium für die Gestaltung von Energiefruchtfolgen der Masseertrag pro Hektar sein, was wiederum einen entscheidenden Vorteil von biomassebetonten Sorten darstellt. 11

12 Unter günstigen Klimabedingungen die höchsten Masseleistungen liefern C4- Pflanzen. Sie sind gekennzeichnet durch eine besonders effektive Kohlendioxidspeicherung und geringe Veratmung, sodass sie, falls entsprechende Wärme vorhanden ist höhere Masseleistungen erbringen können. Zu den C4 Pflanzen gehören neben Mais, Hirse, Zuckerrohr oder Chinaschilf. Ein großer Nachteil dieser Pflanzen ist ihre Kälteempfindlichkeit. Ihrem Leistungspotenzial sind deshalb in unseren Breiten doch Grenzen gesetzt. In den kühlen und kalten Monaten zwischen Mitte Oktober und Ende April sind ihnen unsere einheimischen C3- Pflanzen in der Biomasseproduktion bei weitem überlegen. Weiterhin sollte man nicht vergessen,, dass unsere heimischen kälteverträglichen C3-Pflanzen wie Getreide, Gräser, Hanf, Raps, Rübsen, Sonnenblume, Erbse erst am Anfang ihrer züchterischen Entwicklung zur Biomasseproduktion stehen, so dass man auch hier mit deutlichen Steigerungen im Biomassebildungspotenzial ähnlich wie beim Mais rechnen kann. Will man höchste Masseleistungen und damit höchste Energieerträge je Hektar und Jahr erzielen, dann drängt sich eine C3/C4-Pflanzen-Fruchtfolge geradezu auf. Die bei Kälte überlegenen C3-Pflanzen stehen über den Winter auf dem Feld, die biomassereichen südländischen C4-Pflanzen im Sommer. Das ermöglicht gemeinsam eine Jahresleistung von derzeit dt Trockenmasse je Hektar. Ein Beispiel unter vielen für eine Energiepflanzenfruchtfolge ist in der folgenden Abbildung 10 wiedergegeben. Abbildung 10: Beispiel für eine C3/C4 Fruchtfolge Nach Getreide könnte man im Juli noch eine Zwischenfrucht (z.b. Perko, eine Kreuzung zwischen tetraploidem Chinakohl und tetraploidem Rübsen) säen. Dieser ließe sich bereits im Oktober ernten. Da er in der Regel wieder austreibt und auch bei tiefen Temperaturen gut zu wachsen vermag kann er Ende April noch einmal geerntet werden. Danach kann dann in der Fruchtfolge die C4-Pflanze Mais folgen. Besonders spätreife, massebetonte Maissorten erlauben als Nachfrucht nur Winterweizen. Für die Nutzung zur Biogaserzeugung sollten massereiche GPStaugliche Sorten gewählt werden. Vor dem Mais eignen sich Zwischenfrüchte wie Winterroggen und Winterraps besonders. Sie ermöglichen eine ganzjährige Bodenbedeckung und liefern zusätzliches Material für die Anlage. Welsches 12

13 Weidelgras erzielt als Vorfrucht auch hohe Erträge. Es verbraucht jedoch relativ viel Wasser, so dass der Maisertrag in Regionen mit etwas geringerem Wasserangebot beeinträchtigt sein könnte. Ein derzeit häufig praktiziertes Fruchtfolgesystem für die Energiepflanzennutzung lautet also: Vorfrucht Winterraps, Winterroggen als Ganzpflanzensilage Hauptfrucht Mais (spätreif, massebetont) Nachfrucht Winterweizen: als Ganzpflanzensilage. Es muss in den nächsten Jahren Aufgabe der Pflanzenzüchtung sein, möglichst schnell auch bei anderen C3 und C4 Pflanzen ein ähnlich hohes Leistungspotential wie beim Mais zu realisieren. Erst dann wird der Mais seine dominante Rolle abgeben können und eine größere Vielfalt auch in Energiefruchtfolgen möglich sein. Die Frage ob man die Zwischenfrucht als C3-Pflanze länger am Feld lässt, oder der C4-Pflanze Mais früher schon die Gelegenheit zu wachsen gibt, kann mit Abbildung 11 beantwortet werden Es zeigt sich, dass der kombinierte Anbau von C3/C4 Pflanzen mehr zu leisten vermag, als der alleinige Anbau der C4-Pflanze. Eine späte Saat der C4-Frucht Mais kann auch bei später Ernte nicht mehr die Trockenmasserträge bringen als bei früher Saat. Die Kombination aber mit einer C3- Pflanze als Vorfrucht macht diesen Faktor wett. Dann haben sowohl die frühe Saat wie späte Ernte dieselben Gesamttrockenmasseleistungen. Ertrag TM dt / ha Zwischenfrucht Mais Rübsen Roggen Wel.Weidelgr Wintererbsen Rübsen Roggen Wel.Weidelgr Wintererbsen Frühe Ernte / Saat Späte Ernte / Saat Vorfrucht / Zeitpunkt Abbildung 11: Gesamttrockenmasseleistung von Mais mit verschiedenen Vorfrüchten bei Normalsaat und Spätsaat, Freising 2003/2004. Düngung Da durch die Vergärung kaum Nährstoffe im Substrat verloren gehen, sind die durch den Pflanzenentzug aufgenommenen Nährstoffe, fast vollständig wieder in dem auszubringendem Gärrest zu finden. Nach der aktuellen Gesetzeslage liegt die 13

14 Obergrenze zur Ausbringung von Stickstoff aus organischen Düngemitteln im Betriebsdurchschnitt für Ackerland bei 170 kg /ha und Jahr und für Grünland bei 210 kg /ha und Jahr. Zudem dürfen nach der Ernte der Hauptfrucht nicht mehr als 40 kg Ammonium-Stickstoff und 80 kg Gesamtstickstoff je Hektar ausgebracht werden. Vom 15. November bis 15 Januar dürfen Gülle und flüssige Sekundärrohstoffe gar nicht ausgebracht werden. Tabelle 3 zeigt den Stickstoffbedarf verschiedener Kulturarten. Dabei liegt der Nährstoffbedarf von vielen Kulturarten bei intensiver Nutzung höher als die Grenzwerte für organische Dünger der Düngemittelverordnung erlauben. Da bei der Biogaserzeugung die Substrate und damit auch die Nährstoffe im Kreislauf gefahren werden, führt die Anwendung der Obergrenzen der Düngeverordnung zu Problemen bei der Unterbringung der anfallenden Gärreste. Bei Einhaltung der Stickstoffobergrenzen entsteht, falls keine wesentlichen Verluste im Lager oder bei der Ausbringung entstehen, in der Regel ein Überhang an nicht unterzubringenden Gärresten. Diese können nur über eigene oder fremde Marktfruchtflächen verwertet werden. Bei Verwendung von zugekauften Substraten muss unbedingt auf eine Rückführung oder ordnungsgemäße Verwertung des Gärrestes geachtet werden. Zu dieser Problematik sind weiter Versuche an der LfL geplant. Interessant in diesem Zusammenhang erscheint hier ein Forschungsansatz der Universität Hohenheim, wo man sich mit der Entwicklung von sog. Low Input Sorten bei Mais beschäftigt, die einen hohen Biomasseertrag unter Wasser und Nährstoffstress also bei stark schwankenden Wasser- und Nährstoffangebot liefern. Damit können hohe Biomasseerträge bei geringerem Nährstoff- und Wasserbedarf stabiler erzielt werden. Tabelle 3: Stickstoffbedarf verschiedener Kulturarten Kulturarten N- Bedarf kg /ha Weizen Korn DS 80 dt/ha Weizen GPS Futterrübe + Kraut Silomais Grünroggen/Winterroggen 160 Grünland extensiv (1 Schnitt 35 dt TM /ha) 100 Grünland intensiv (4 Schnitte 100 dt TM/ha) 290 Zusammenfassung Es ist davon auszugehen, dass zukünftig ein erheblicher Teil des Weltenergiebedarfs über die Nutzung von Biomasse gedeckt werden muss. Die Biogasproduktion aus Biomasse wird dabei ein wichtiger Baustein sein. Ziel der Pflanzenzüchtung Pflanzenbauforschung muss es sein die Methanausbeuten der einzelnen Nachwachsenden Rohstoffe, die als Substrate eingesetzt werden, zu erhöhen und die Hektarerträge umweltverträglich auf maximale Energieleistung zu optimieren. Eine Möglichkeit hierzu ist eine gezielte und aufeinander abgestimmte Kombination von C3- und C4 Pflanzen in der Fruchtfolge. In solchen Fruchtfolgen spielt Mais 14

15 aufgrund seines heute schon hohen Leistungspotenzials von dt TM/ha eine wichtige Rolle. Zukünftige Low Input Sorten können die Ertragsstabilität erhöhen. Rüben haben nach dem Mais das bislang zweitgrößte Methanertragspotenzial. Die Erträge beim Grünland schwanken sehr stark und sind deutlich von den Standortbedingungen beeinflusst. Die Grenzwerte für die Ausbringung von organischen Düngemitteln führen derzeit zu Problemen bei der ordnungsgemäßen Verwertung des Gärrestes. Die Biogaserzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen ist mit der Einführung des Bonus im EEG nicht mehr aufzuhalten. Neue Anforderungen hin zu maximalen Energieleistungen pro Hektar lassen völlig neue Anbaukombinationen zu und bieten züchterisch wie pflanzenbaulich große Potenziale. Literatur: Tilley, J.M.A. & Terry, R.A.(1963): A two stage technique for the in vitro digestion of forage crops. J. Brit. Grassl. Soc. 18: De Boever, J.L,. Cottyn B.G,., de Brabander D.L., Vanacker J.M., Boucque C.V.(1986): The use uf an enzymatic technique to predict digestibility, metabolizable and net energy of comound feedstuffs for ruminants. Anim. Feed Sci.Technol 14: Kirchgessner, M. (1989): Tierernährung. DLG-Verlag. BASERGA U. (2000): Vergärung organischer Reststoffe in landwirtschaftlichen Biogasanlagen. FAT-Berichte 546/2000, Eidgenössische Forschungsanstalt für Agrarwirtschaft und Landtechnik (FAT): Tänikon, StMUGV, 2004: Biogashandbuch Bayern. Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Kaiser, F. et.al. (2004): Ertragspotenziale verschiedener nachwachsender Rohstoffe. LFL Schriftenreihe Eder, B. et.al. (2003): Ergebnisbericht, KWS Saat AG, Einbeck Eder, B. et.al. (2004): Maissorten für Biogas. LWBL Westfalen Lippe, 18 Eder, J. et. al (2004): Entwicklungstrends in der Züchtung von Maissorten für den Einsatz in Biogasanlagen. LFL Schriftenreihe